【手続補正書】
【提出日】平成18年5月26日(2006.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
電動機慣性値Ｊｍの電動機に結合される負荷により機械系を成し、該機械系が総慣性値Ｊ0を有すると共に、前記電動機に駆動力指令信号τｒに応じた駆動力を発生する電動機の制御装置において、
前記電動機の位置検出信号を微分すると共に、微分ゲインＫvを介して第５の補償信号を発生する第２の速度制御部と、
前記電動機の位置指令信号と前記電動機の位置検出信号との差となる位置偏差信号を、位置ゲインＫxを介して第４の補償信号を発生する位置制御部と、
前記第４の補償信号との前記第５の補償トルク信号との差となる第３の全補償信号を求める演算手段と、
第３の全補償信号を入力すると共に、遮断周波数ωｆのローパスの特性を有して前記駆動力指令信号を発生するフィルタ手段と、
前記電動機慣性値Ｊｍ、前記総慣性値Ｊ0を入力すると共に、前記遮断周波数ωｆと比例・積分制御部の折れ点周波数ωｖｉとの比ωｆ／ωｖｉを、前記電動機慣性値Ｊｍと前記総慣性値Ｊ0との比が大きくなると、大きくするように前記速度ゲインＫv、前記速度積分ゲインＫvi、前記遮断周波数ωｆを設定するパラメータ設定手段と、を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
入力された第１のパラメータｒ1と第２のパラメータωsとの積に基づいて前記速度ゲインＫvを設定し、交差周波数をωcとすると、
前記遮断周波数ωfは、ωf＝ｒ3・ｒ1・ωs・(Ｊ0／Ｊm) （ここに、ｒ3は定数）
とすることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の電動機の制御装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第９の発明に係る電動機の制御装置は、入力された第１のパラメータｒ1と第２のパラメータωsとの積に基づいて前記速度ゲインＫvを設定し、交差周波数をωcとすると、前記遮断周波数ωfは、下式を満たす
ωf＝ｒ3・ｒ1・ωs・(Ｊ0／Ｊm) （ここに、ｒ3は定数）
ことを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
パラメータ設定部１３は、入力されたｒ1，ｒ2，ｒ3、応答設定パラメータωｓと電動機慣性値Ｊｍおよび総慣性値Ｊ0に基づいて速度増幅器７の速度ゲインＫｖ、速度積分増幅器９の速度積分ゲインＫｖｉ、ローパスフィルタ１５の遮断周波数ωｆを演算して設定する。
Ｋｖ＝ωｃ・Ｊ0＝ｒ１・ωｓ・Ｊ0 ・・・・・・・・・・・・(３) 
Ｋｖｉ＝ｒ２・ωｃ・Kｖ＝ｒ２・（ｒ１・ωｓ）２・Ｊ0 ・・・(４) 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、上記の低い周波数領域と高い周波数領域の中間に、図２に上向きのピーク線で示される共振特性と、図２に下向きのノッチ（下向き切れ込み）で示される反共振特性が表れる。
制御対象１０１の特性は、高い周波数でゲインが高くなり、高い周波数領域におけるゲインは、共振のピーク特性を無視すれば、慣性が電動機慣性値Ｊｍの特性に近似される。その結果、総慣性Ｊ0の電動機慣性Ｊｍに対する比(以下、総慣性比Ｊ0／Ｊｍという)が大きい方が、高い周波数領域における制御対象１０１のゲインが相対的に高くなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、電動機２１と機械負荷２３との結合部にバックラッシが存在するような場合にも、小振幅動作においては機械負荷が動作せずに、電動機だけが動作するため、制御対象１０１の特性は同様に上記の（６）式になる。また通常、バックラッシが問題になるような制御系の小振幅動作は高い周波数領域で生じるため、剛性が低い場合と同様な特性であると考えられる。したがって、バックラッシが存在する場合でも、上記の設定によって、不安定になりにくく、かつ、より速い制御系の応答を簡単に得ることが可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、外部から入力する応答設定パラメータωｓの調整により、制御系が安定な範囲でなるべく速い応答を得られるよう、すなわち開ループゲインが全体的に大きくなるように調整し、また、低い周波数の制御誤差を安定になるべく速く収束させるよう、下記(12) 式で表されるＰＩ制御器１２の折れ点周波数ωｖｉが、(７)式で表される交差周波数ωｃの数分の１程度になるように設定する。
ωｖｉ＝Ｋｖｉ／Ｋｖ ・・・・(12) 
ここで、上記の交差周波数ωｃは制御帯域と呼ばれる指標とほぼ同一なもので、交差周波数ωｃより低い周波数領域にて制御誤差を低減するように制御系が動作する。
また、制御対象１０１における、減衰の悪い機械共振などの高い周波数領域におけるモデル誤差や、検出ノイズの影響を低減する目的から、交差周波数ωｃより高い周波数成分はフィードバックループから除去するようにローパスフィルタ１５の設定をする。すなわち、交差周波数ωｃを基準に、その数倍から１０倍程度にローパスフィルタ１０５の遮断周波数ωｆを設定する。具体的には、遮断周波数ωｆを下式のように設定する。
ωｆ＝ｒ３・ωｃ＝ｒ３・ｒ１・ωｓ ・・・・(13) 
上記のように設定することにより、比較例では、遮断周波数ωｆの折れ点周波数ωｖｉに対する比は、総慣性Ｊ0の電動機慣性Ｊｍに対する比（以下では総慣性比と呼ぶ）によらず、常にｒ３／ｒ２の一定値になる。
図４の実線に、制御対象１０１が(５)式で表される場合、すなわち剛性が十分に高い場合の開ループゲインを示す。また図中に交差周波数ωｃ、折れ点周波数ωｖｉ、遮断周波数ωｆと開ループゲインの関係も示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
次に、比較例が実施の形態１よりも性能的に劣る点を説明する。制御対象１０１の剛性が低い場合における制御系の開ループゲインの一例を図４に破線で示す。図に示すように、制御対象１０１の剛性が低い場合には、剛体の場合に比べて高い周波数領域で開ループゲインが高くなる。 
また、低剛性に起因した機械共振の減衰が小さい場合には共振ピーク（上向きのゲインピーク線）が現れる。ここで、遮断周波数ωｆより高い周波数領域では、ローパスフィルタ１５の作用により位相が遅れる。これらの結果、図４に示すように位相が遅れる遮断周波数ωｆより高い周波数領域で開ループゲインが０ｄBより高くなると、制御系が不安定になる。したがってこのような場合は、開ループゲイン全体が小さくなるように、応答設定パラメータωｓを小さくせざるを得ず、その結果、制御系の応答が遅くなるという問題がある。また、上記するように、総慣性比が大きい方が高周波数領域で開ループゲインが大きくなる効果が大きく、その結果、制御系が不安定になりやすく、制御系の応答がより遅くなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、ローパスフィルタ１５の遮断周波数ωｆは電動機２１単体での交差周波数ωｃｍのｒ３倍に設定し、ｒ３を数倍から１０倍程度にしておけば、実施の形態１にて説明したように、制御対象１０１の剛性が低くても開ループゲインが０ｄＢより大きくなりにくく、その結果、従来例に比べて制御系を不安定にし難い。そのため、交差周波数ωｃおよび折れ点周波数ωｘ、ωｘｉを従来例に比べて安定に大きくすることが可能になり、より速い制御系の応答を簡単に得ることが可能になる。